關鍵詞:信息化;水土流失;水土保持重點工程;河北省中圖分類號:S157 文獻標識碼:C DOI:10.3969/j. issn. 1000-0941. 2025.06.015引用格式:.河北省水土保持重點工程信息化應用分析[J].中國水土保持,2025(5):50-52,55.
開展水土保持重點工程建設是降低水土流失面積、提高區域水土保持率的有效措施。工程建設管理流程繁雜,有方案編制、計劃管理、前期工作、監督檢查、進度管理、驗收等多個環節,如何高效做好水土保持重點工程的外業質量和內業資料管理,是水土保持高質量發展的一大挑戰。近年來,隨著衛星遙感、無人機、移動終端等現代信息技術與水土保持工作的深度融合,水土保持重點工程的管理水平有了顯著提升。
1水土保持重點工程信息化應用進展
2013年1月,水利部印發《全國水土保持信息化規劃(2013—2020年)》,提出要加強水土保持綜合治理管理能力[],隨后組織開發了全國水土保持信息管理系統[2],要求省、市、縣在國家水土保持重點工程建設管理過程中全面應用。該系統在應用中不斷完善,逐步形成了一套全覆蓋、多功能的信息化管理體系,大大提高了水土保持重點工程的管理效率。
伴隨新理念和新技術的不斷涌現,信息技術與項目管理的融合日漸深人。2017年,水利部辦公廳印發《全國水土保持信息化工作2017—2018年實施計劃》(辦水保[2017]39號),明確提出要依托遙感、無人機、移動終端等技術手段,對國家水土保持重點工程開展“圖斑精細化管理”。2018年,水利部水土保持司印發《國家水土保持重點工程信息化監管技術規定(試行)》,規范了國家水土保持重點工程規劃設計復核、在建項目核查、竣工項目抽查、完工項目實施效果評估的技術要求,為信息化管理的不斷深人提供了技術規范支撐。同年,水利部、國家發展改革委、財政部等七部委聯合印發《關于開展全國水土保持規劃實施情況考核評估工作的通知》(水保[2018]192號),將水土流失治理目標完成情況納入重點評估事項,要求把包括水土保持重點工程治理面積在內的新增治理面積全部落實到矢量圖斑,并抽選上報圖斑,利用遙感、無人機和移動終端等進行現場復核。
2河北省水土保持重點工程信息化應用工作思路
緊緊圍繞全國水土保持信息化工作要求,以“水保數字化促進信息化,信息化帶動水土保持管理現代化”為目標,應用全國水土保持信息管理系統,依托遙感、無人機和移動終端等現代化技術手段,及時掌握水土保持重點工程建設管理和工程質量情況,通過不斷提升水土保持建設管理能力和效率,推動河北省水土保持高質量發展。
3 信息化應用和成果
目前,河北省水土保持重點工程建設管理信息化工作主要包括全國水土保持信息管理系統應用、國家水土保持重點工程信息化監管、全省水土保持重點工程圖斑復核三部分。
3.1全國水土保持信息管理系統應用
全國水土保持信息管理系統是由水利部水土保持司組織構建的水土保持信息化管理平臺,其生態治理模塊中的小流域綜合治理部分基本涵蓋了國家水土保持重點工程建設管理的全流程、各環節。2014年以來,河北省積極落實信息化管理要求,通過培訓和集中辦公等形式,組織項目縣加強學習、全面應用[3]系統經多次更新升級,目前涉及內容主要包括綜合信息、前期管理(國家規劃、措施定義、實施方案)、計劃管理(國家計劃、省級計劃)、實施管理(施工準備、施工進度)、檢查驗收(項目檢查、項目驗收)。此外,系統還有綜合報表和綜合檢查,包括國家、省、市、縣四級用戶。
在系統運用中,國家用戶按照國家水土保持重點工程建設實施規劃(方案)錄人資金任務信息,并將規劃內項目縣錄入系統。縣級用戶在重點工程儲備項目實施方案批復后,按照實施方案和批復內容錄入項目基本信息、資金、效益及附圖,并逐圖斑在地圖上錄入批復措施,經市級用戶(河北省水土保持重點工程實施方案由市級批復)審核通過后,可作為項目庫中的儲備項目。省級用戶按照下達的年度計劃,在項目計劃情況表中導人對應項目,但實施方案未完成市級審核的項目無法導人。納人年度計劃的項目可在施工準備中錄入招投標、委托、村民自建及開工情況,開工后以周和月為節點錄入工程建設進度,直至完工。國家、省、市級用戶按照開展的監督檢查情況錄入項目檢查信息,項目完成驗收后,由縣級用戶錄入全部驗收信息,完成措施全部上圖。
2016年底河北省完成了2011年以來歷史資料入庫,此后年度新建項目均按規定時間節點完成錄入和審核。按照“應錄盡錄”原則,河北省累計人庫國家水土保持重點工程750個,其中:錄入2011—2024年國家水土保持重點建設工程598個,導入措施圖斑2.5萬余個;系統內坡改梯專項中已錄人2010—2020年坡耕地水土流失綜合治理項目52個;其他項目中已錄入中央預算內小流域綜合治理項目100個。全國水土保持信息管理系統的應用大大提高了項目進度調度和信息查找效率,系統中措施圖斑位置清晰,項目檔案資料詳細完整,大大減輕了工作負擔,重點工程建設管理能力顯著提高
3.2國家水土保持重點工程信息化監管
3.2.1 監管內容
按照水利部水土保持圖斑精細化管理要求,國家水土保持重點工程信息化監管分為在建項目核查、竣工項目抽查和實施效果評估三部分,每年核查年度在建項目不低于 30% 、抽查上年度竣工項目不低于10% 、實施效果評估不少于2個。
1)在建項目核查。在建項目核查是在工程建設過程中,以全國水土保持信息管理系統內上報的工程建設進度為基礎,主要應用無人機和移動終端等信息技術手段對上報的工程進度和工程建設質量進行逐圖斑、逐措施復核。
2)竣工項目抽查。竣工項目抽查是在工程完工后,應用無人機和移動終端等信息技術手段抽選措施、圖斑,對工程措施的布局、數量和質量進行檢查,目前河北省對所選竣工項目的圖斑抽查比例為 100% 。
3)實施效果評估。工程實施效果評估是在工程實施3\~5a后,應用遙感、無人機和移動終端信息技術手段,以及水土流失動態監測成果,評估水土流失面積和強度消長、水土保持措施保存、林草植被覆蓋等情況。
在小流域選擇上,重點關注雄安新區上游、首都“兩區”等重點區域和歷年稽查、督查、巡察中發現問題的項目縣,每年每縣抽選小流域不超過1條,盡量做到項目市全覆蓋、項目縣滾動抽選。
在時間上,一般將竣工項目抽查安排在4一6月,以便為隨后進行的項目竣工驗收提供技術支撐;在建項目核查一般安排在10—11月,該時期投資計劃完成比例一般可達到 80% 以上,有助于盡量多地掌握小流域建設情況;實施效果評估一般安排在9—10月,該時段各項措施已經歷了多次汛期雨水的沖刷,能夠更加直觀地判別水土保持成效
2018年以來,全省共完成信息化監管項目184個,其中核查在建項目62個,抽查竣工項目109個,并對13個已完工3\~5a的項目進行了實施效果評估。2020年水利部組織開發國家水土保持重點工程圖斑精細化管理系統后,成果全部入庫。
3.2.2 核查方法
在建項目核查和竣工項目抽查除時間安排區別較大外,流程、方法基本一致,實施效果評估則是在此基礎上增加了措施保存率、林草覆蓋率和水土保持率的計算。
現場核查前,首先要從全國水土保持信息管理系統中下載小流域實施方案,導出小流域邊界和措施矢量圖等基礎資料,據此規劃現場核查路線,現場核查信息采集完成后進行措施圖斑矢量化,根據無人機和現場測定結果,確認措施位置、數量、質量等情況,得出本項目措施總體完成率與系統上報數據是否一致。其中現場核查信息采集包括影像采集和措施現場核查測定。
1)影像采集。需采集的影像包括小流域全域正射影像、措施照片、工作照片及視頻。小流域正攝影像利用無人機低空航拍獲取,設置地理坐標系為CGCS2000、投影坐標系為高斯-克呂格投影、高程坐標系為1985國家高程基準,要求影像數據空間分辨率均優于 0.2m ,數據格式為GeoTIFF,影像清晰、層次豐富、反差適中、色調柔和,能夠辨析水土保持措施和土地利用類型。技術流程及成果精度滿足GB/T17941.1—2000、GB/T 18316—2008、CH/Z 3005—2010等相關規定要求。此外,現場對每項措施拍攝低空全景照片1張、措施局部照片2張、核查工作照片1張,工作期間拍攝核查現場視頻,每個項目區錄制覆蓋全部典型區域的低空俯瞰視頻1條。
2)措施現場核查測定。 ① 工程措施。主要應用GPS定位并結合皮尺、測距儀等,測量措施位置、規格等是否與設計一致,逐項檢查各類措施是否完好、工程質量是否合格,工程質量按照《水土保持綜合治理驗收規范》(GB/T15773—2008)要求判定。 ② 林草措施。采用現場測量和圖斑建模測量相結合的方式核查。現場核查時,對照實施方案核查苗木種類、高度、胸徑是否與設計一致;選取 10m×10m 樣方,測量株行距;選取 30m×30m 樣方,核查造林株數、成活株數和保存株數,計算栽植密度和成活率;此外,通過無人機正射影像建模計算栽植面積。 ③ 封禁措施。現場檢查時,沿封禁區邊界環繞一周,檢查封禁范圍是否有明顯界限,同時結合無人機低空飛行,檢查封禁區內是否有耕地、民房、建設項目等。
3.3全省水土保持重點工程圖斑復核
全省水土保持重點工程圖斑復核是在市縣年度水土流失治理任務完成情況上報后,對上報新增水土流失治理面積矢量圖斑進行的抽查復核,新增水土流失治理面積包括全省水土保持重點工程、相關部門生態建設項目、民間資本投入建設的新建和維修的梯田、栽植或補植的水土保持林和經濟林、水蝕林地治理和封禁等。復核方式包括遙感影像復核和現場復核兩種。復核結果納入全省水土保持規劃實施情況考核評估。
其中,封禁面積的確認主要根據遙感影像和上年度水土流失動態監測成果,通過遙感影像確認上報封禁面積中是否存在耕地、水面、建設用地等,對比上年度水土流失動態監測成果,逐圖斑確認封禁面積中水土流失面積是否占 15% 以上;梯田、水土保持林、經濟林、水蝕林地治理等則是根據無人機航拍正射影像后建模計算確認,具體方法與重點工程信息化監管相同。
2020—2023年,河北省共復核圖斑4000余個,涉及新增水土流失治理面積 2 253km2 。在歷年復核中發現的問題主要涉及以下幾方面: ① 補植補種。水利部門在小流域綜合治理中,將水土保持林和經濟林的栽植分為新栽植和補植補種,但林業部門的造林設計中沒有補植補種概念,因此在林草圖斑的復核中,部分林業部門的造林圖斑未達到水土保持工程設計標準中的新栽植密度,認定的新增水土流失面積不準確。 ② 除地率。由于部分水土流失治理項目中實施方案設計深度不夠,部分林草措施在具體實施中無法按照設計的坐標和密度栽植,例如在裸巖和土層較薄、坡度過陡的區域,因此僅完成栽植株數并不能把設計面積全部認定為新增水土流失治理面積,認定的新增面積應為實際栽植面積減去無法栽植面積,其中無法栽植面積的比例為除地率。 ③ 梯田面積。圖斑復核中,梯田面積為田面面積加田坎面積,而縣級報送的部分高標準農田梯田圖斑僅包括田面面積;此外,部分高標準農田項目報送的圖斑中措施只有田間路、路燈等配套措施,不能認定為新增面積。 ④ 封禁。封禁圖斑是新增治理面積中占比最大的圖斑類型,部分圖斑中存在糧食作物、生產建設項目、水面等,該部分面積需要扣除,不能認定為新增治理面積。
4展望
近年來,水土保持重點工程建設中信息化手段的應用有效提高了項自建設管理效率,提升了監管能力,但同時仍存在遙感和無人機正射影像的分辨率無法滿足解譯要求、參考相關生態規劃選擇項目區不夠直觀、現場復核結果無法直接上傳系統平臺等問題。為滿足水土保持高質量發展要求,提出以下建議: ① 選用高分辨率亞米級遙感影像,提高解譯精度,有效減少現場復核的工作量; ② 采集正射影像時使用仿地飛行技術,減少高山對影像清晰度的影響,提高措施判定的精準度; ③ 開發河北省水土保持應用系統,按照河北省水土流失治理需求,統籌相關部門生態建設規劃,提高水土保持重點工程項目選點的科學性,增強可視化效果; ④ 開發水土保持重點工程信息化監管App,輔助業務人員開展現場核查,實現數據、影像、坐標等的實時上傳。
目前,河北省已經啟動河北省水利數字孿生平臺及水土保持應用系統建設項目,其中的生態治理模塊計劃在全國水土保持信息管理系統的基礎上,根據河北省工作需要,增加功能、擴展范圍,進一步增強可視化效果,以提高服務日常業務工作的實用性,加強水土流失預防保護、綜合治理、監督管理和監測等不同工作領域的融合互通,該系統的構建完成和深入應用將成為水土保持重點工程管理信息化建設中的又一新突破。
參考文獻:
[1]胡玉杰,屈創.無人機遙感在水土保持領域的應用研究[J].中國水土保持,2019(4):57-61.
[2]趙永軍,馮偉,許永利.水土保持重點工程項目管理信息系統建設[J].中國水土保持,2014(10):10-13.
[3]河北省水利廳水土保持處.強化監管科學治理服務新階段水土保持優質高效推進[J].河北水利,2022(1):14-15.
(責任編輯 徐素霞)